POLITECHNIKA POZNAŃSKA Instytu Elektroniki i Telekomunikacji	Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej	Rok akademicki 2005/2006
Wydział Elektryczny Rok Studiów 2 Semestr III	Nr ćwiczenia 1 Temat: Pomiar rezystancji elementu nieliniowego metodą techniczną.
Wykonujący ćwiczenie: 1.Łukasz Meisnerowski	Data wykonania ćwiczenia: 19.12.2005	Zaliczenie:

Część teoretyczna:

Występują dwie metody pomiaru technicznego rezystancji elementów:

- poprawnie mierzonego prądu

- poprawnie mierzonego napięcia

W obydwu metodach zostaje poprawnie pomierzona jedna wielkość elektryczna która dotyczy bezpośrednio badanego elementu. I tak przy metodzie poprawnie mierzonego prądu zostaje wyznaczony poprawnie prąd a wskazanie woltomierza jest sumą spadków napięć na badanym elemencie i rezystancji wewnętrznej amperomierza. W drugiej metodzie poprawnie wyznaczone jest napięcie a prąd wskazywany przez amperomierz jest sumą dwóch prądów, które płyną przez woltomierz i element badany.

Schematy do poszczególnych metod:ąduąąąąąąąąąąaaaasdsdssa

Układ o poprawnie mierzonym prądzieąduąąąąąąąąąąaaaasdsdssa:

Układ o poprawnie mierzonym napięciu:

Poprawną rezystancję elementu oblicza się uwzględniając poprawkę p i tak dla:

metody poprawnie mierzonego prądu:

R₀=R+p_A

p_A=-Δ_metA

Δ_metA=R-R₀=R_A

metody poprawnie mierzonego napięcia:

R₀=R+p_V

p_V=-Δ_metV

Δ_metV=R-R₀=-

Przebieg pomiarów:

Przed przystąpieniem do pomiarów należy określić który z układów będzie lepszy.Aby wybrać odpowiedni układ należy obliczyć błędy względne obu metod dla warunków początkowych i końcowych .Określone są one wzorami :

Dla żarówki zimnej:

rezystancja żarówki - R₀ = (93,2 ± 0,9) [Ω]

napięcie - U = 8 [V]

prąd płynący przez żarówkę -

rezystancja woltomierza - R_v = 151,6 [Ω] (zakres do 30 V)

rezystancja miliamperomierza - R_A = 0,35 [Ω] (dla zakresu do 0,6)

rezystancja wypadkowa R układu o poprawnie mierzonym prądzie -

Dla żarówki gorącej:

moc żarówki - P = 40 [W]

napięcie - U = 220 [V]

prąd płynący przez żarówkę

rezystancja żarówki

rezystancja miliamperomierza - R_A = 0,35 [Ω] (dla zakresu do 0,6 mA)

rezystancja woltomierza - R_v = 13,39 [kΩ]

rezystancja wypadkowa R układu o poprawnie mierzonym prądzie -

Powyższych obliczeń dochodzimy do wniosku że metoda o poprawnie mieżonym prądzie jest dokładniejsza.

Obliczenia:

Lp.	I			U			R	p	R0	δ	uwagi
		α	C	I	α	C						U
																			[Ω]	[Ω]	[Ω]	[%]
		[dz]	[A/dz]	[A]	[dz]	[V/dz]						[V]
1	7	0,01	0,07	20	0,5	10	142,8	-0,35	142,45	15,03
2	8	0,01	0,08	60	0,5	30	375	-0,35	374,65	10,01
3	8,5	0,01	0,085	120	0,5	60	705,8	-0,35	705,45
4	8,5	0,01	0,085	60	1	60	705,8	-0,35	705,45	10,01
5	10	0,01	0,1	35	2	90	900	-0,35	899,65	7,51
6	15	0,01	0,15	75	2	150	1000	-0,35	999,65	5
7	15	0,01	0,15	75	2	150	1000	-0,35	999,65	6,82
8	16	0,01	0,16	37,5	4	180	1125	-0,35	1124,65	6,82
9	17	0,01	0,17	45	4	200	1176,5	-0,35	1176,15	6,25
10	18	0,01	0,18	54	4	220	1222,2	-0,35	1221,87	5,77

Błędy pomiarów:

bezwzględne wartości błędów pomiaru miernikami:

Lp	I	Imax	ΔmetA	U	Umax	Δ metV
		[mA]		[mA]			[V]	[V]
													[V]
									[mA]
1	50	30	0,75	10	60	0,3
2	75	30	0,75	30	60	0,3
3	75	30	0,75	30	60	0,3
4	100	30	0,75	70	75	0,38
5	150	30	0,75	150	75	0,38
6	110	30	0,75	150	75	0,38
7	110	30	0,75	150	75	0,38
8	120	30	0,75	180	75	0,38
9	130	30	0,75	200	75	0,38
10	140	30	0,75	220	75	0,38

Przykładowe obliczenia:

Dla pkt 1: U = 10 [V]; I = 50 [mA]; U_max = 60; I_max = 30; p = - R_A = -8,1[Ω];

i

Wnioski:

W powyższym ćwiczeniu, przy pomocy metody technicznej, przeprowadziliśmy pomiar rezystancji żarówki z włóknem wolframowym. Doświadczenie wykonaliśmy metodą poprawnie mierzonego prądu.

Rezystancja tego elementu, jak się okazało, jest nieliniowa. Zmienna rezystancja zależy od wartości przepływającego przez nią prądu. Prąd, przepływając przez dany element, wywołuje w nim grzanie, na skutek którego parametry elementu ulegają zmianie.

W ćwiczeniu została także przedstawiona charakterystyka prądowo-napięciowa, ukazująca zależność pomiędzy napięciem przyłożonym do badanego elementu a prądem. Charakterystyka ta nie jest liniowa i jak widać wzrost natężenia prądu powoduje coraz większy przyrost napięcia. Wykres zależności prądowo-napięciowej przypomina funkcję potęgową.

---